Professeur Yutaka Amao du Centre de recherche sur la photosynthèse artificielle de l'Université d'Osaka et Ryohei Sato, un doctorat en 1ère année. étudiant de la Graduate School of Science avec une spécialisation en Physique et Chimie, révèlent que le catalyseur formiate déshydrogénase réduit le dioxyde de carbone directement en acide formique.

Le développement d'un catalyseur efficace est une étape importante dans la création d'un système de photosynthèse artificielle qui utilise la lumière du soleil pour convertir le dioxyde de carbone en molécules organiques. Le formiate déshydrogénase (FDH) est un catalyseur qui accélère la réaction de conversion du dioxyde de carbone (CO 2 ) en acide formique (milieu de stockage d'énergie hydrogène, etc.) Cependant, jusqu'à présent, les détails de la façon dont cela s'est produit n'étaient pas clairs. Le groupe de recherche a dissous le FDH dans une solution liquide et du dioxyde de carbone a ensuite été insufflé dans la solution pour l'événement de réaction.

En liquide, le dioxyde de carbone existe sous deux formes supplémentaires autres que lui-même :un ion biocarbonate et un ion carbonate. Jusqu'à maintenant, on ne savait pas laquelle de ces trois formes est réduite et convertie en acide formique. En modifiant la quantité de chaque type de dioxyde de carbone dans la solution liquide et en les contrôlant précisément, le groupe a découvert que le dioxyde de carbone lui-même est directement réduit en acide formique après avoir étudié leur réaction avec le FDH.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans le Nouveau Journal de Chimie publié par la Royal Society of Chemistry (RSC).

Avec le développement de la science et de la technologie, il est nécessaire de préparer la prochaine génération en résolvant rapidement les graves problèmes d'aujourd'hui, à savoir le réchauffement climatique dû aux gaz à effet de serre, traitement de grandes quantités de déchets industriels, et l'épuisement des énergies fossiles telles que le pétrole et le charbon. Il est essentiel de construire un système de recyclage d'énergie à faible impact environnemental et de développer un système de conversion d'énergie qui utilise efficacement les gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone.

CO 2 a un objectif de réduction fixé à l'échelle mondiale. Il est possible de réguler et de réduire le CO 2 émissions, mais comment l'utiliser comme matière première et la convertir en substances utiles est également une question importante. Ce sont les circonstances qui ont attiré l'attention sur la technologie de photosynthèse artificielle qui utilise l'énergie solaire pour convertir le dioxyde de carbone en un carburant utilisable.

Ce groupe de recherche vise à améliorer considérablement le catalyseur 'formate déshydrogénase, ' qui favorise la réaction de conversion du dioxyde de carbone en acide formique - utilisé pour le carburant, produits chimiques, et comme moyen de stockage d'énergie. On sait que le dioxyde de carbone existe dans un liquide sous forme d'ion biocarbonate (HCO 3 ^- ) et l'ion carbonate (CO 3 ^- ) en plus de lui-même. Cependant, lorsqu'une réaction dans la solution est catalysée par la formiate déshydrogénase, il n'était pas clair laquelle des 3 formes de CO 2 a été réduit en acide formique.

En modifiant la quantité de ces trois formes de CO 2 dans la solution liquide et les contrôler avec la formiate déshydrogénase, Cette étude a montré qu'ils ne sont réduits en acide formique que lorsque le taux de dioxyde de carbone est important, comme le montre la figure. Lorsque le dioxyde de carbone dans la solution a été changé en bicarbonate et carbonate, il n'a pas été réduit en acide formique.

Nous pensons que cette découverte nous guidera dans le développement et la conception de catalyseurs qui contribueront à créer un système de photosynthèse artificielle qui convertit efficacement le dioxyde de carbone en molécules organiques.